第二节 二次革命

什么？又一次革命？来得如此神速！

20世纪80年代一夜爆发，认知心理学领域后来发生的一切变化都受到它的影响。这就是认知神经科学革命。

认知神经科学（也叫行为主义神经生物学）的爆炸性发展也给认知过程带来了一束完全不同的曙光。其目的是用生物科学的方法来解释心理过程，我们已接触过这样一个例子，即胡贝尔和威塞尔就只对特别形状或运动方向产生反应的视网膜细胞所做出的历史性发现。

在认知神经科学于20世纪80年代出现前几十年的时间里，行为神经科学大部分时间里并没有在思维过程上进行研究，而是就“湿件”（ 计算机专业用语，指相对于软件、硬件而言的“件”，即人脑）中实际发生的现象进行研究。这些湿件是1万亿至2万亿个构成人脑的神经元。

在所有认知过程中，特别是在更高级的物种中，最基本的是记忆。认知神经学家一直在设法辨认记忆力如何以细胞水平存储，又存储在什么地方。记忆和其他高级心理过程只是一些在大脑的迷走神经和极微管道中流动的离子和分子。然而，大部分认知心理学家认为，神经现象并不能就认知现象提供足够的解释。

大多数认知心理学家相信，从记忆里调出一个单词，并不能与神经元上千万次的发射及其产生的几百万甚或几十亿次突触传递相提并论，但它却是这些发射或传递的结构或模式的产品。对记忆的神经生理研究虽有价值，但它不能告诉我们如何学习，如何辨认我们早先经历过的事物，或从记忆里检索所需的东西——比如我们讲话时要用到的词汇。这些现象或副现象，不是由认知神经学，而是由认知心理学掌握着的。

知名神经学家、宾夕法尼亚大学认知神经科学中心主任玛莎·法拉回忆道，1980年，当她还是哈佛大学的一名研究生时，“我想选修神经解剖学，于是我就去听课了。课堂上，我该学的内容一是大脑的工作原理，一是了解大脑的工作原理与研究没有任何关系”。

到底是什么终结了与大脑脱钩的心理学的统治地位？原因很多：

——有关神经传导、大脑底部构造与功能以及强化学习中突触连接的分子和其他因素方面的数据越来越多；——计算机认知模式的缺陷（显然，尽管计算机可以模拟认知的某些方面，但是，大脑处理信息的方式非常复杂，远不像计算机的线性程序那样简单）；——由于神经学在大脑的工作原理方面有了很多重大发现，一些着名认知心理学家的反对声变得越来越弱；——到20世纪70年代末期，越来越多的神经科学家认为，他们的研究远远超出了大脑生物学，他们的研究领域应该叫作“认知神经科学”。正如在其他的领域一样，真正改变神经科学领域并引发第二次认知科学革命的不是别的，而是一种全新的工具或者说一套工具。这套工具就是大脑扫描装置。这种装置可以对工作中的大脑进行造影，而且，最为重要的是，它们可以记录大脑工作时本身所发生的物理变化。

20世纪80年代以前，生理学家可以通过脑电图记录脑电波，这对研究人脑在清醒状态和睡眠状态下的电波差异以及癫痫发作时脑电波的反常现象非常有用。然而，这种方法也有其弊端，它无法定位具体认知过程中的大脑活动，因为它反映的是大脑整体的电波活动，而不是具体区域或者大脑的结构。

然而，到了20世纪80年代，科学界出现了重大突破。一是PET（正电子发射X射线层析照相术）扫描技术的发展，这是多年来对大脑血流进行测量实验的结果。进行PET扫描时，病人仰卧在一张狭长的桌子上，桌子卷成一个很大的管状机器。旁边的一台回旋加速器生成一个弱放射性同位素的半衰期，一两分钟后插入病人体内。对同位素很敏感的扫描仪记录大脑断面的血流，同位素显示大脑活跃的部位。PET扫描技术可以用于临床，研究大脑的受损程度或者异常情况。然而，认知心理学家和神经学家很快就利用这项技术研究大脑在认知过程中哪个部位血流升高。

1983年又出现了另一种很重要的工具CT（计算机断层X射线扫描术），又称CAT（计算机化X射线轴向分层造影）。事实证明，对于研究各种生理问题、大脑结构以及识别脑部病变来说，它是个不可多得的医疗工具。和做PET扫描一样，做CT扫描时病人仰卧，扫描仪有一个X射线源和一套辐射探测器，扫描仪从多个角度向病人的不同部位发出辐射。由于生物材料密度不同，因此，探测器收集的数据揭示了扫描部位的内部结构。这些数据经计算机程序整合处理，生成一个完整的X射线影像。CT从过去到现在一直主要用于临床医学分析，然而它在大脑结构的认知研究方面也很有价值。不足之处在于，由于分辨率不高，结果不太理想。

迄今为止，最新的也是最为重要的工具是MRI（核磁共振成像）。和CT一样，病人要仰卧进入设备。该设备的大小类似一辆小型的越野车，在工作中会发出一种很可怕的声音。它的工作原理是生成一个巨大的磁场，穿透病人的大脑。和CT的辐射不同的是，核磁对人体无害。而且，与CT相比，能更好地揭示大脑的内部构造以及大脑的活动方式。

之所以如此，是因为水和人脑中脂肪的主要成分氢质子像一块块很小的磁铁一样，在磁场的影响下